Il ghiaccio si trova in tutto il mondo in un'ampia varietà di forme. Più che semplicemente acqua ghiacciata, le varie forme di ghiaccio raccontano la storia del loro ambiente mentre cambiano con le stagioni e mostrano le tendenze del mutevole clima sulla Terra.
Gli scienziati studiano campioni fondamentali prelevati dalle profondità di grandi formazioni di ghiaccio, come calotte di ghiaccio e ghiacciai, per scoprire come il clima locale è cambiato nel corso di centinaia di anni e per aiutare a prevedere come il clima cambierà in futuro, ha affermato Melissa Hage, un ambientale scienziato e professore assistente all'Oxford College della Emory University in Georgia.
Qui definiamo i termini comuni che descrivono i vari tipi di formazioni di ghiaccio presenti in tutto il mondo.
Ghiacciai
I ghiacciai sono grandi masse di ghiaccio d'acqua dolce su terra che si formano a causa della caduta della neve che alla fine diventa così pesante da comprimersi in ghiaccio, secondo il National Snow and Ice Data Center (NSIDC). I ghiacciai variano nelle dimensioni da circa la lunghezza di un campo di calcio (120 iarde o 110 metri) a qualche centinaio di miglia di lunghezza e possono essere trovati in ogni continente.
Tecnicamente parlando, i ghiacciai sono forme più piccole di calotte di ghiaccio e calotte glaciali, che sono tutte grandi masse di ghiaccio che si insinuano lentamente attraverso il paesaggio, indipendentemente da ciò che c'è sotto. Questi giganti del ghiaccio che si muovono lentamente possono attraversare intere catene montuose e persino vulcani attivi, secondo Benjamin Edwards, un vulcanologo del Dickinson College in Pennsylvania, che studia le interazioni tra ghiacciai e vulcani.
I ghiacciai smettono di crescere dove incontrano l'oceano e l'acqua salata più calda scioglie il bordo della massa di acqua dolce congelata. Il riscaldamento delle temperature oceaniche ha aumentato il tasso di scioglimento dei ghiacciai e di altre formazioni di ghiaccio come iceberg e banchi di ghiaccio dentro o vicino all'oceano, secondo Justin Burton, un fisico dell'Emory College in Georgia, che studia la fisica della perdita di ghiacciai. I ghiacciai sono uno dei migliori indicatori ambientali per i cambiamenti climatici, a causa dei cambiamenti visibili che subiscono nel corso dei tempi in pochi giorni.
Iceberg
Gli iceberg sono grandi masse galleggianti di ghiaccio d'acqua dolce che si sono spezzate da ghiacciai, calotte glaciali o banchi di ghiaccio e sono cadute nell'oceano, secondo la National Oceanic and Atmospher Administration (NOAA). Per essere definita un iceberg, la massa di ghiaccio deve sollevarsi di oltre 4,9 m (16 piedi) sul livello del mare, avere uno spessore compreso tra 30 e 50 piedi (98 piedi e 164 piedi (30-50 m)) e coprire un'area di almeno 5.382 piedi quadrati ( 500 mq).
Pezzi di ghiaccio troppo piccoli per essere classificati come un iceberg hanno nomi più colorati, secondo NSIDC. Ad esempio, i "frammenti di bergo" sono in genere pezzi di ghiaccio che si sono staccati da un iceberg e hanno una larghezza inferiore a 5 m. "Growlers" sono pezzi di ghiaccio che sono un po 'più piccoli, delle dimensioni di un camioncino; e pezzi di "ghiaccio sfacciato" sono i frammenti che sono di diametro inferiore a 6,5 piedi (2 m).
Gli iceberg possono anche avere una forma tabulare, il che indica che l'iceberg si è spezzato dal bordo di una piattaforma di ghiaccio. Conosciute anche come isole di ghiaccio nell'Artico, queste grandi forme rettangolari di ghiaccio hanno in genere cime piatte con lati quasi perpendicolari.
Strato di ghiaccio
Le calotte glaciali sono le più grandi formazioni di ghiaccio nel mondo. Queste enormi pianure di ghiaccio coprono più di 20.000 miglia quadrate (50.000 km quadrati), secondo NSIDC. Ci sono solo tre calotte di ghiaccio sulla Terra, che coprono Groenlandia, Antartide occidentale e Antartide orientale. Durante l'ultima era glaciale, le calotte glaciali coprivano anche vaste aree del Nord America, del Sud America e del Nord Europa.
Insieme, oltre il 99 percento dell'acqua dolce sulla Terra è attualmente detenuto nelle calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide, secondo NSIDC. Gli scienziati stimano che se solo la calotta glaciale della Groenlandia si sciogliesse, il livello del mare si innalzerebbe di circa 6 metri e se entrambe le calotte antartiche si sciogliessero, il livello del mare salirebbe di 60 piedi. Tuttavia, occorrerebbero diverse centinaia di anni prima che quelle calotte glaciali si sciogliessero.
Negli ultimi decenni, alcune parti della calotta glaciale sopra l'Antartide si sono costantemente sciolte. Mentre può sembrare che solo una quantità relativamente piccola della calotta glaciale si sia sciolta, è sufficiente aver causato l'aumento dell'elevazione del continente, proprio come l'Islanda alla fine dell'ultima era glaciale, ha detto Edwards a Live Science. L'Islanda ha attraversato un periodo di maggiore vulcanismo durante quel periodo, potenzialmente a causa del rimbalzo della crosta dopo che il ghiaccio non l'ha più appesantito. Lo stesso risultato potrebbe diventare una preoccupazione per l'Antartide occidentale, ha detto Edwards, "anche se non capiamo davvero bene quell'area abbastanza da saperlo con certezza".
Calotte di ghiaccio e campi di ghiaccio
Le calotte di ghiaccio sono calotte di ghiaccio di dimensioni inferiori a 20.000 miglia quadrate (50.000 km quadrati). Queste strutture di ghiaccio si formano in genere in regioni polari che sono per lo più piatte e ad alta quota, secondo NSIDC. L'Islanda, ad esempio, è per lo più coperta da calotte di ghiaccio. La calotta di ghiaccio Vatnajökull sul lato est dell'Islanda è la più grande calotta di ghiaccio in Europa, che copre circa 3.127 miglia quadrate (8.100 km quadrati) e una media di 1.300 piedi (400 m) di spessore.
I campi di ghiaccio e le calotte di ghiaccio sono molto simili per dimensioni e posizione e differiscono solo nel modo in cui il flusso di ghiaccio è influenzato dai suoi dintorni, secondo il National Park Service (NPS). I campi di ghiaccio contengono montagne e creste che spuntano dalla superficie del ghiaccio e alterano il modo in cui il ghiaccio scorre, proprio come un grande masso che fa capolino sopra la superficie di un ruscello, facendo scorrere l'acqua attorno ad esso. Le calotte di ghiaccio, d'altra parte, si costruiscono su qualsiasi terreno e si estendono dal loro centro.
Ice mélange
Un mélange di ghiaccio è essenzialmente un granello gigante che si forma all'interno dei fiordi glaciali costituiti da ghiaccio marino, iceberg e parenti più piccoli di iceberg, secondo Burton. Il mélange si forma quando le correnti oceaniche o i venti superficiali non riescono a spostare la massa di ghiaccio fuori dal fiordo, formando un confine parziale tra il ghiacciaio e l'oceano.
I mélange di ghiaccio sono considerati il materiale granulare più grande del mondo a causa della grande quantità di sedimenti sospesi e liquidi contenuti nella granita di ghiaccio, ha affermato Burton.
Poiché i mélange di ghiaccio non sono ghiaccio solido, l'acqua dell'oceano relativamente più calda può filtrare attraverso il ghiaccio fino alla superficie del ghiacciaio. Questa caratteristica significa che il ghiaccio mélange ha una grande influenza su quanto un ghiacciaio si rompe e quanta acqua dolce entra nel fiordo.
Piattaforma di ghiaccio
La maggior parte delle piattaforme di ghiaccio della Terra si trovano intorno alla costa dell'Antartide, ma possono anche essere trovate ovunque che il ghiaccio terrestre, come un ghiacciaio, fluisca nell'oceano freddo, secondo NSIDC. Gli scaffali sono realizzati con fogli di ghiaccio galleggianti che si collegano a una massa continentale. Si formano quando il ghiaccio scorre lentamente dai ghiacciai e flussi di ghiaccio verso l'oceano, ma il ghiaccio non si scioglie immediatamente a causa delle fredde temperature dell'oceano. Gli scaffali si accumulano quindi dal ghiaccio aggiuntivo che scorre dai ghiacciai.
Flussi di ghiaccio
I flussi di ghiaccio sono fiumi di calotte glaciali che scorrono relativamente più velocemente del ghiaccio circostante, muovendosi in genere di circa 800 metri all'anno, in media.
Il ghiacciaio Jakobshavn in Groenlandia, il ghiacciaio a flusso più rapido del mondo, è talvolta classificato come un flusso di ghiaccio. Secondo un articolo del 2014 pubblicato sulla rivista Cryosphere, Jakobshavn si muove ad una velocità di circa 10,5 miglia (17 km) all'anno.
Mare ghiacciato
Il ghiaccio marino è acqua salata congelata e si trova negli oceani polari remoti. Copre circa 9,65 milioni di miglia quadrate (25 milioni di km quadrati) di terra all'anno in media, secondo NSIDC.
Il ghiaccio marino è vitale per gli ecosistemi e il clima delle regioni polari e può anche influenzare la circolazione oceanica e il clima, secondo l'Osservatorio della Terra della NASA. Questi pezzi di ghiaccio d'acqua salata riducono l'erosione di banchi di ghiaccio e ghiacciai vicino alle coste minimizzando onde e vento e creano una superficie isolante per ridurre l'evaporazione dell'acqua e la perdita di calore nell'atmosfera. Durante i mesi estivi più caldi, lo scioglimento del ghiaccio marino rilascia sostanze nutritive nell'oceano ed espone la superficie dell'oceano alla luce solare, entrambe le quali stimolano la crescita del fitoplancton, che sono le basi della rete alimentare marina.
Mentre il clima della Terra subisce rapidi cambiamenti, il ghiaccio marino si sta sciogliendo a una velocità superiore a quella che può ricongelare. Ciò è particolarmente evidente nell'Artico, dove le temperature dell'oceano e della terra stanno aumentando più rapidamente di quanto non siano in qualsiasi altro posto sulla Terra, ha detto Edwards.
Snowball Earth
La Terra congelata, soprannominata Terra Palla di Neve, si riferisce a periodi nel tempo nella documentazione geologica in cui la maggior parte, se non tutta, del pianeta era congelata, secondo il Dartmouth Undergraduate Journal of Science.
"Quattro ere glaciali, tra 750 e 580 milioni di anni fa, potrebbero essere state così gravi che l'intera superficie della Terra, da un polo all'altro, compresi gli oceani, si è completamente congelata", ha detto Hage. "Una volta che gli oceani polari hanno iniziato a congelare, più luce solare è stata riflessa dalle superfici bianche del ghiaccio e il raffreddamento è stato amplificato."
Gli scienziati stimano che la temperatura media sulla Terra sia scesa a meno 58 gradi Fahrenheit (meno 50 gradi Celsius) durante questi periodi e che il ciclo dell'acqua (il ciclo in cui l'acqua passa tra l'atmosfera, la terra e gli oceani) si spenga.
Ma si discute sul fatto che la Terra fosse completamente ghiacciata solida o se all'equatore fossero ancora presenti macchie di fanghiglia o di acqua aperta dove la luce solare poteva entrare nell'acqua e consentire ad alcuni organismi di sopravvivere.
Gli scienziati ritengono che a un certo punto i livelli di anidride carbonica siano aumentati nell'atmosfera, molto probabilmente a causa dei vulcani, che hanno aumentato la temperatura abbastanza da riavviare il ciclo dell'acqua. L'aumento della quantità di vapore acqueo nell'aria, oltre all'anidride carbonica, ha innescato un periodo di riscaldamento in fuga, aumentando le temperature globali a 122 ° F (50 ° C) per alcune centinaia di anni, ha detto Hage. Lievi variazioni di luce nell'orbita terrestre o nell'inclinazione assiale alla fine hanno portato la temperatura media del pianeta all'attuale temperatura di supporto della vita di 58.6 gradi F (14.9 gradi C).
La ricerca suggerisce che una grande esplosione di vita, nota come esplosione cambriana, avvenne alla fine del periodo delle palle di neve, secondo il Museo di Paleontologia dell'Università della California. È il primo periodo noto all'interno della documentazione fossile in cui i principali gruppi di animali (come brachiopodi e trilobiti) compaiono per la prima volta in un breve periodo di tempo geologicamente (circa 40 milioni di anni).
